Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом

Пирометр Testo 835-T1

Инфракрасный термометр Testo 835-T1 предназначен для бесконтактного измерения температуры находящихся на значительном расстоянии различных предметов и поверхностей на производстве и в быту. Прибор оснащен четырехточечным лазерным целеуказателем для более точного определения места, высококачественной оптикой с разрешением 50:1 мегапикселя, большим и четким ЖК-дисплеем с подсветкой, программным обеспечением EasyClimate, а также встроенной памятью на 200 значений. Пирометр Testo 835-T1 эффективно используется для профессионального мониторинга систем отопления, вентиляции и кондиционирования, обслуживания промышленного оборудования, контроля качества изготавливаемой продукции.

Как правильно выбрать прибор

Замеры тепла всегда были проблемой для механиков. Это связано с постоянной эксплуатацией человеком нагретых объектов. Чтобы они работали эффективно, их необходимо контролировать, но соприкосновение с ними часто влечет за собой опасность. Ни для кого не секрет, что градусник — довольно полезный инструмент для этой цели, хотя имеет существенные ограничения.

Основной трудностью во время получения данных является близость раскаленного объекта к прибору. Ни одно человеческое существо (и очень многие из его инструментов) не выжило бы под воздействием теплового излучения некоторых поверхностей. Чтобы избежать участи Икара, пришлось разрабатывать другие устройства.

Пирометр способен получать данные от раскаленных поверхностей дистанционно. Его работа основана на замере выбросов излучения объектами (от 50 ниже нуля до 4000 градусов Цельсия). Дальше предоставим несколько советов, чтобы помочь определить критерии выбора подходящей для вас конструкции.

Знание материала объекта для замера может помочь определить технологию на основе которой должен быть сделан прибор. Например, для получения данных во время работы с бумагой или текстилем мы знаем, что имеем дело с неотражающим материалом с высоким коэффициентом излучения и можем использовать длинноволновый датчик общего назначения

Для более сложных объектов, таких как алюминий, медь или сталь требуется более универсальные приборы, способные работать с разными волнами.
Важно понимать: какой диапазон измерения вас интересует? От этого должен будет зависеть функционал используемого устройства. Общее практическое правило состоит в том, что чем больше длина волны, улавливаемая пирометром, тем ниже t°C, которую он может выявить, и наоборот

Следует отметить, что самые хорошие коротковолновые аппараты будут давать меньшую погрешность замеров. Это особенно актуально во время исследования раскаленных объектов.
Необходимо учитывать наличие оптических препятствий между прибором и изучаемым предметом. Это может быть: вода, пар, накипь, пламя, газы сгорания, плазма, физические преграды. Они создают различные типы помех, влияя на получение данных, т.к. проходя через оптические препятствия волна меняет свою длину.
Еще один важный момент — метод нагрева объекта: индукция, пламя, газовая или вакуумная печь. Если вы исследуете объект внутри печи, где есть дымовые газы, необходимо выбрать пирометр с функцией, которая поможет получать данные. Во время замеров t°C объекта от индукционного нагрева рекомендуется применять оптоволоконную модель, она игнорирует влияние катушки. При получении данных внутри вакуумной печи, где создается плазма, важно выбрать прибор улавливающий правильную длину волны, тогда вы сможете исследовать плазму.
Нужно правильно представлять себе размер целевой мишени. Изучение этого вопроса поможет приобрести прибор с необходимым оптическим разрешением, интерфейсом передачи данных. Это особенно важно, когда происходит работа с маленькими объектами, например, проводами. Использование пирометра с большим полем зрения позволяет избежать неточностей. Они идеальны для исследования блуждающих целей.
Еще один параметр, который необходимо учитывать во время выбора — дальность замеров. Это в сочетании с габаритами мишени поможет определить оптическое разрешение прибора и его желаемую конструкцию. В некоторых случаях существуют физические ограничения (на пути находятся оптические барьеры, строительные леса, оборудование), не позволяющие устанавливать аппарат близко к цели, поэтому должна быть возможность установить его на расстоянии нескольких метров. В этом случае рекомендуются применять оптоволоконную конфигурацию прибора, его можно установить в тесных или труднодоступных местах.

Первоначально пирометр использовался для оценки расширения некоторых металлических предметов во время воздействии очень высоких t°C. Следует отметить, что он также применялся для выяснения уровня нагрева духовок. В настоящее время устройство обладает электронной начинкой, работает на батарейках или с аккумулятором, снабжено картой памяти, имеет высокую степень защиты от воздействия окружающей среды. Изначально было два человека, которым приписывается изобретение пирометра. Это были Питер ван Мушенбрук и Джозия Веджвуд. Однако следует уточнить, что нынешние устройства имеют мало общего со старыми.

Сфера применения конструкции

Области использования пирометров очень обширные. Остановимся на самым основных:

  1. Быт. Применяются для изменения температуры воды, тела человека, автомобильных деталей, приготовленной пищи.
  2. Теплоэнергетика и строительство. Помогают рассчитать теплопотери в помещениях, найти поврежденный теплоизоляционный слой в стенах, трубах и так далее.
  3. Наука. Помогают установить точный температурный показатель лекарственных препаратов, используются при лабораторных исследованиях и проведении всевозможных опытов.
  4. Промышленность. Контролируют температуру при различных процессах в металлургии, машиностроении и так далее. Причем это делается на значительном удалении от объекта.
  5. Электроэнергетика. Измеряются элементы в трансформаторах и распределительных щитах, а также в контактных соединениях.
  6. Автомобильной отрасли. Нашли свое применение в процессе диагностики машин, определение перегрева мотора, транспортных узлов и механизмов.

Встречаются и особые случаи использования конструкции:

Определение низкой теплоемкости исследуемых объектов.
Мгновенное определение данных.
Установление нагрева миниатюрной поверхности или тончайшего слоя.
Осуществление контроля над объектами, к которым категорически запрещено прикасаться.
Определение показателей движущейся поверхности.
Установление параметров нагрева механизмов при важном технологическом процессе.
Измерение состояния компонентов, работающих от электрической сети.
Улавливание нагревания элементов, расположенных в труднодоступных участках или деталей, где нужно определить параметры с огромной точностью на расстоянии.

Какой пирометр лучше — лазерный или инфракрасный

Пирометры бывают оптическими и инфракрасными. Именно последние обычно и применяют в быту, они компактны, обладают хорошей точностью и выводят результаты на дисплей в цифровом виде.

Что касается лазерных устройств, то они являются разновидностью инфракрасных. Речь идет о приборах, оснащенных системой прицеливания. В применении они более удобны, чем приборы, у которых лазерного прицела не предусмотрено. Простейшие модели пирометров измеряют температуру «по области» и не сосредотачиваются на конкретной точке объекта. Приборы с лазером оценивают инфракрасное излучение на выбранном небольшом участке и поэтому демонстрируют повышенную точность.

Пирометры с лазерным прицелом объективно лучше, они гарантируют высокую точность замеров

Температурный диапазон и тип исполнения

Пирометр имеет два типа модификаций:

  1. Высокотемпературные. Оценивают только предметы нагретые. У таких устройств одним из важнейших параметров служит предельная измеряемая температура.
  2. Низкотемпературные. Ими можно измерять только температуру ниже 0 градусов.

Прибор бесконтактный можно классифицировать и по типу назначения:

  1. Устройства стационарные используются для высокоточных измерений. Они необходимы крупным промышленным предприятиям, где постоянно следует вести контроль за температурными данными.
  2. Портативная модель — это карманный вид оборудования. Незаменимы в том случае, если к объекту невозможно близко подойти. На них установлен экран, на котором указывается графическая и текстовая информация.

Где применяют пирометры

Пирометры используют, когда необходимо быстро измерить температуру объекта бесконтактным способом.

Примеры применения.

В строительстве

С помощью пирометра оценивают корректность теплоизоляции зданий, работу системы отопления, печей. Используют инфракрасные пирометры с цифровым и графическим выводом.

В медицине

Бесконтактными термометрами медики измеряют температуру тела у пациентов.

В промышленности

Самый простой пример – выплавка металла. С помощью пирометров рабочие следят за температурой металла в печи. В промышленности распространены оптические стационарные пирометры.

В пищевом производстве, кулинарии и кондитерском деле

Бесконтактные пирометры с цифровым индикатором используют для измерения температуры разных блюд и ингредиентов, например расплавленного шоколада.

В МЧС, армии

Пожарные используют пирометры с графическим выводом для оценки ситуации во время ликвидации пожаров. Военные – наблюдают за местностью в ночное время.

В быту

Бытовым пирометром можно быстро измерить температуру какого-либо предмета.

Наиболее популярные модели

ЭОП-66

Пирометр ЭОП-66 применяется при осуществлении научно-лабораторных исследований. Рассчитан он на измерение показателей поверхностей предметов при температуре от +900 до +10000°С,

Данная стационарная модель оснащена телескопом, который состоит из объектива и окулярного микроскопа. Двухлинзовый объектив располагает возможностью фокусировки на дистанции до 25,4 см, а его оптическое разрешение составляет 3:1

Обратите внимание: телескоп данного прибора фиксируется на основании и плавно передвигается в горизонтальной плоскости

Кельвин ИКС 4-20

Это пирометр высокой точности, который обладает универсальным спектром определения температурных показателей: от -50 до +350 °С, весьма высокая скорость действия – 0,2 с. Применение инструмента предусмотрено в диапазоне 8-14 мкм.

Данный пирометр совмещает в себе возможности как мобильного, так и стационарного устройства. Это обусловлено компактными размерами (17х17х22 см) и наличием посадочного гнезда крепления объектива М12. Производитель гарантирует абсолютную водо- и пыленепроницаемость. Так, представленную модель пирометра возможно использовать в сложных производственных и строительно-промышленных отраслях.

С-700 «Стандарт»

Данное бесконтактное устройство предпочтительно использовать, например, в строительстве или металлургии. Он достойно служит в качестве инфракрасного детектора определения степени нагрева поверхностей сыпучих и твердых объектов, а также расплавленных и текучих материалов.

Температурный диапазон колеблется в пределах от +700 до + 2200 °С, что характерно для высокотемпературных приборов. Расширения возможности взаимодействия с внешними носителями достигается посредством двух вариантов выходного интерфейса: аналоговый выход 4 – 20 мА или цифровой RS-485.

СПРАВКА. Приобрести оптический пирометр возможно по весьма доступной цене: минимальная стоимость такого прибора составляет 6000 рублей, максимальная – 30000 рублей.

Рейтинг лучших недорогих и точных пирометров 2023 года

Приборы профессионального уровня могут стоить довольно дорого. Большой интерес вызывают бюджетные модели, тем не менее, сохраняющие хорошее качество и точность измерений.

CEM DT-608

Компактное устройство подходит как для измерения температуры тела, так и для оценки теплового излучения предметов. Работает в диапазоне 0-60 °С, демонстрирует хорошую точность.

Совет! Для получения максимально достоверных результатов пользователи рекомендуют провести замеры несколько раз подряд и взять среднее значение.
Инфракрасный CEM DT-608 стоит от 2000 рублей

Мегеон 16280

Недорогой пирометр с лазерным прицелом проводит измерения за полсекунды и показывает точные результаты на дисплее. Подходит для определения температуры поверхности — 32-280 °С, дает минимальную погрешность 1,5%.

Цена пирометра Мегеон начинается от 1400 рублей

Мегеон 16400

Еще один хороший пирометр для бытового применения проводит замеры до 380 °С. Определяет также отрицательные температуры до — 20 °С, точно наводится на нужное место при помощи лазера. Измерения осуществляются без контакта с поверхностью, поэтому прибор очень долговечен.

Мегеон 16400 можно купить за 1300 рублей

Как пользоваться?

     Ручным устройством работать просто. Правила проведения замеров несложны и заключаются в следующем:

1. Необходимо включить пирометр;

2. С помощью лазерного указателя направить его на объект измерения;

3. Нажать кнопку активации (курок).

     После совершения этих действий, на экране отобразится значение температуры

Важное условие для успешного и точного измерения – это соблюдение размеров пятна визирования на поверхности. Если не придерживаться рекомендации, то это привет к недопустимой погрешности

     Ввиду своих особенностей эксплуатации и установки, стационарные модели пирометров достаточно настроить один раз.

Как правильно измерять температуру пирометром

Watch this video on YouTube

После покупки устройства необходимо внимательно изучить инструкцию к нему. Несмотря на весьма простые требования к эксплуатации, опрометчивые действия могут повлечь за собой значительные искажения температурных значений. Процесс правильного измерения температуры пирометром выглядит следующим образом:

  • Включите прибор пирометра;
  • Определите материал, из которого изготовлен объект (например, сталь или медь);
  • Затем, в зависимости от модели прибора, занесите коэффициент излучения в качестве правки на дисплее;
  • Направьте луч инфракрасного пирометра на измеряемую поверхность;
  • Определите границу пятна измерения при помощи лазерной указки.

При такой последовательности измерения вы получите результаты наиболее близкие к фактической температуре.

Пирометр – универсальный и незаменимый по своей функциональности прибор. Разобравшись в нюансах его эксплуатации, им легко можно пользоваться как в профессиональной сфере, так и в быту.

Что такое термостат и какой у него принцип работы

Что такое амперметр и как им проводить измерения?

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Для чего нужен осциллограф и как им выполнять измерения тока, напряжения, частоты и сдвига фаз

Как пользоваться мультиметром – измерение напряжения, силы тока и сопротивления

Что такое сетевой фильтр, для чего он нужен и где применяется

Что измеряют пирометром?

Предметом определения является среднее температурное значение для поверхностей предметов, тел в рамках пятен измерений. Они имеют эллипсовидную либо округлую форму. Чем больше длина пути от объекта измерения к пирометру, тем масштабнее размеры пятна. Устройство нацеливают на нужный предмет, материал при помощи встроенного в него лазерного указателя. Его направляют непосредственно в центр измеряемой окружности.

Современные пирометры дистанционно фиксируют температуру, допускают минимальные погрешности, а также имеют эргономичный дизайн и автономное питание. Таким оборудованием пользуются, когда необходимо:

  • проконтролировать температурный режим объектов в условиях высокого риска попадания под удар электрического тока;
  • иметь дело с поверхностью предметов, где могут наблюдаться резкие изменения температуры;
  • измерять силу нагрева объектов с неординарными температурными режимами (высокие уровни на одном и нормальные значения – на другом элементе).

Поскольку устройство имеет особый принцип работы, основанный на «считке» излучения тепловых волн инфракрасного диапазона, оно способно фиксировать температурные показатели объектов, которые находятся на расстоянии до 15 метров. Благодаря этому аппарат имеет такие плюсы, как:

  • безопасность;
  • удобство применения;
  • высокая точность фиксации показателей тел, предметов, конструкций, материалов.

Погрешность при отражении луча и коэффициент излучения

Когда вы измеряете градусы контактным термометром, вы по факту делаете замер только температуры тела. А вот если вы попытаетесь тоже самое проделать на некотором расстоянии, то вы попутно измерите все те волны и лучи, которые не зависимо от вашего желания так или иначе попадают в объектив пирометра.

А попадает туда не только то излучение, которое испускает тело.

И если при этом не знать как правильно настраивать пирометр, то прибор будет показывать полную белиберду.

Что это за помехи, которые влияют на точность измерения? При работе с инструментом в его объектив попадает 3 составляющих:

лучи, которые тело пропускает через себя

лучи, которые оно испускает (это его собственная температура)

отраженные лучи от окружающих предметов

Пропускаемые лучи в расчетах обычно не учитываются, потому то большинство тел попросту непрозрачны для них. Поэтому в расчет берутся только две величины:

коэффициент излучения или коэффициент эмиссии

коэффициент отражения

Причем вас в большей степени должен интересовать именно коэфф. излучения, так как это и есть та самая температура, которую имеет тело.

В этом плане стоит заметить, что пирометр не может измерять температуру предмета, который находится за стеклом, в дыму или тумане.

Стекло для оптики прибора – это не прозрачный элемент, а отдельный объект, выделяющий свое собственное излучение. Поэтому его нужно убирать из области замера.

Большинство тел и поверхностей нас окружающих, имеют коэффициент излучения равный 0,95. Именно такие заводские настройки изначально выставляются на приборах.

Причем на дешевых моделях, они жестко встроены в программную составляющую раз и навсегда, и изменить вы их не сможете. На более дорогих аппаратах, данный коэфф. можно регулировать вручную.

Для чего это необходимо делать? У разных по составу и свойствам тел, коэфф. излучения отличается. И чем он выше, тем точнее будут результаты измерения температуры пирометром.

Например, если он составляет величину К=0,95, то у вас на отражение остается всего 5%. Ошибка, которую будут вносить эти самые 5%, будет крайне мала и ей можно пренебречь.

Но дело в том, что на практике как в электричестве, так и в отоплении, нас мало интересуют предметы с высоким коэффициентом излучения. К таковым относятся стены, пол, поверхность стола, предметы мебели и т.д.

Пирометром мы в первую очередь измеряем медные или алюминиевые контакты, радиаторы батарей отопления, трубы, хромированные полотенцесушители и т.п.

Все они имеют яркую блестящую поверхность, которая как раз-таки и вносит существенную ошибку в данные замеров. При этом есть определенный нюанс.

Пирометр Trotec BP17

Пирометр Trotec BP17 предназначен для бесконтактного измерения температуры поверхности с помощью инфракрасного датчика, который позволяет измерять температуру в широком диапазоне от -50°C до +380°C. Прибор оснащен лазерным целеуказателем, который указывает центр измеряемого пятна поверхности (оптическое разрешение 10:1). Большой дисплей с подсветкой гарантирует превосходный обзор измеренных значений даже при плохом освещении, а современный эргономичный дизайн с удобной рукояткой обеспечивает удобное управление. Когда устройство не используется, оно автоматически отключается, таким образом, снижает и так низкое энергопотребление. С помощью удобной сумки на ремне можно удобно носить пирометр и всегда иметь его под рукой.

Что такое пирометр, и где он применяется?

Пирометр схож с обычным комнатным термометром по принципу действия, с единственной разницей в том, что может измерять температуру большего диапазона и на расстоянии. То есть не нужно прикасаться к измеряемому объекту, чтобы узнать его температуру (хотя существуют и контактные пирометры). Это весьма удобно, так как можно измерить очень горячие поверхности (до 300 — 550 °С).

Техника для дома Цифровые мультиметры: какой лучше купить для дома?

Пирометр нашел применение в следующих областях:

  • Электрика. Им производятся замеры температуры соединений. Например, если температура соединения фазной шины и провода 80 — 100 °С, а температура окружающей среды 20 °С, это означает, что контакт слабый, поэтому греется, и его нужно подтянуть.
  • Ремонт автомобиля. К примеру, вы заметили, что двигатель вашего автомобиля сильно греется, и вам нужно узнать в чем причина. Вы замеряете температуру на входном патрубке термостата и температуру радиатора. Если разница температур большая, тогда проблема может быть в работе термостата.
  • Ремонт электроники и бытовой техники. Можно проверить греется ли процессор или материнская плата в компьютере. Также можно узнать температуру подшипников в движущихся узлах электродвигателей и, если она высокая, тогда производить ремонт.
  • Расчет теплопотерь помещения. Пирометр позволит узнать температуру стен, окон и дверей, чтобы можно было рассчитать теплопотери и соответственно утеплить при необходимости.
  • Проверка теплоотдачи отопительной системы. Устройство позволит проверить, как греет котел систему индивидуального отопления, или соответствует ли температура батарей в центральном отоплении той, которая заявлена государством (по закону).

Технические характеристики

Пирометр обладает рядом параметров, которые характеризуют его функциональность. Выбор желаемой модели аппарата осуществляется по их значениям. Обратимся к основным из них.

Оптическое разрешение

Так называют показатель отношения диаметра пятна инструмента к расстоянию до предмета. Эта функция зависит от угла объектива устройства: чем он больше, тем значительную площадь он сможет охватить. Важнейшим фактором точности измерения является наложение пятна исключительно на материал поверхности. Если площадь превышена, измеренное значение скорее всего будет неточным.

Рабочий диапазон

Диапазон действия прибора зависит от пирометрического датчика и, зачастую, варьируется от -30 °С до 360 °С. Так, для бытового использования подойдут почти все виды пирометров, если учесть максимальную температуру теплоносителя в системе отопления до 110 °С.

Погрешность

Погрешность предполагает уровень возможных отклонений значений температуры и зависит от точности пирометра. В среднем допустимые отклонения — не превышающие 2% от нормы.

Коэффициент излучения

Данный параметр представляет собой отношение мощности текущего температурного излучения к такому же показателю эталонного абсолютно черного тела.

В целях более точного измерения многие модели оснащаются лазерной указкой. При этом световой луч размещается не в центре, а указывает оптимальную границу области измерения.

Устройство и принцип работы

Итак, пирометры и бесконтактные термометры работают на основе определения мощности излучения, в данном случае – инфракрасного. Если сказать по-научному, то в основе принципа их действия лежит закон Стефана-Больцмана, описывающий зависимость плотности и мощности излучения тела от его температуры.

Устройство и работу таких приборов можно описать следующим образом. Тепловое излучение от объекта вначале считывается датчиком, или первичным пирометрическим преобразователем. Он превращает эту информацию в электрический сигнал, который направляется во вторичный пирометрический преобразователь, а затем попадает в измерительно-счетное устройство. Обработанный результат выводится на дисплей прибора.

В промышленных пирометрах, которые измеряют температуру в диапазоне от −50 до +380 °С, погрешность составляет порядка 1,5 °С. Медицинские бесконтактные градусники работают в более узком диапазоне, который равен температуре человеческого тела: от +34 до +42,9 °C, но при этом их точность более высокая – погрешность на уровне 0,3 °С.

Использовать инфракрасный термометр очень просто, справиться с этим может любой. Чтобы замерить температуру, нужно навести термометр на объект примерно на расстоянии десяти сантиметров и нажать кнопку. Участком для измерений чаще всего выступает лоб или же запястье руки. Таким способом очень легко и всего за пару секунд температура определяется как у взрослых, так и у детей. В наши дни практически каждый ощутил на себе все преимущества подобного скрининга.

При всей несложности данной операции подходить к выбору модели термометра стоит серьезно. Только сертифицированный, откалиброванный прибор может показать достоверные результаты и прослужить долгое время

Рекомендуем обратить внимание на новую модель ТБ-А01 от холдинга «Росэлектроника». Уже совсем скоро устройство появится в продаже на крупных маркетплейсах

ТБ-А01 измеряет температуру всего за пять секунд, при определении повышенной температуры экран прибора становится красным. Термометр запомнит до 99 последних измерений, что позволяет отслеживать динамику состояния больного. Данный бесконтактный термометр подходит как для домашней аптечки, так и для медицинского использования. 

Поделитесь в социальных сетях:FacebookX
Напишите комментарий